Question

【題目】（1）下圖是金屬鎂和鹵素單質(X2)反應的能量變化示意圖。

寫出MgBr2(s)與Cl2(g)生成MgCl（s）和Br2（l）的熱化學方程式______________________________。

（2）甲醇燃料電池（結構如圖），質子交換膜左右兩側的溶液均為1L2mol·L-1H2SO4溶液。當電池中有2mol e-發生轉移時，左右兩側溶液的質量之差為______g（假設反應物耗盡，忽略氣體的溶解）。

（3）250mLK2SO4和CuSO4的混合溶液中c(SO42-)＝0. 5mol·L－1，用石墨作電極電解此溶液，當通電一段時間后，兩極均收集到1.12L氣體（標準狀況下）。假定電解后溶液體積仍為250mL，寫出陰極電極反應式______________原混合溶液中c(K＋)＝__________________

（4）NaHSO3溶液在不同溫度下均可被過量KIO3氧化。將濃度均為0.020mol/L NaHSO3溶液（含少量淀粉）10ml、KIO3(過量)酸性溶液90.0ml混合，記錄10—55℃間溶液變藍時間，實驗結果如圖。據圖分析，圖中a點對應的NaHSO3反應速率為________________

Answer 1

【答案】MgBr2(s) + Cl2(g) = MgCl（s）+ Br2（l）ΔH=-117kJ/mol 24 Cu2+ + 2e— = Cu，2H+ + 2e— = H2 0.6mol/L 2.5×10—5mol/L·s

【解析】

（1）依據圖像分析可知，①Mg(s)+Cl2(g)=MgCl2(s), ΔH=-641 kJ/mol；②Mg(s)+Br2(g)=MgBr2(s), ΔH=-524 kJ/mol；根據蓋斯定律，①-②得：MgBr2(s) + Cl2(g) = MgCl（s）+ Br2（l）ΔH=-117kJ/mol；綜上所述，本題答案是：MgBr2(s) + Cl2(g) = MgCl（s）+ Br2（l）ΔH=-117kJ/mol。

（2）負極反應式為CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+,當轉移2mol電子時,左側質量減輕2/6×（44-32）=4g,還要有2molH+通過質子交換膜進入右側,質量減少2g；正極反應式為O2+4H++4e-=2H2O,右側質量增加32×2/4=16g，加上轉移過來的2gH+,因此左右兩側溶液的質量之差為16+4+2+2=24g；因此，本題正確答案是:24。

（3）石墨作電極電解此溶液，當通電一段時間后，兩極均收集到1.12L氣體（標準狀況），陽極發生：4OH--4e﹣= O2↑+2H2O，生成氧氣的量=1.12/22.4=0.05mol；則轉移的電子的量為0.2 mol；陰極發生Cu2++2e﹣═Cu、2H++2e-=H2↑，則生成氫氣的量=1.12/22.4=0.05mol；根據電子得失守恒，消耗銅離子的量為0.05 mol，溶液中銅離子濃度=0.05/0.25=0.2 mol·L－1,根據電荷守恒可知：0.2×2+c(K+)×1=0.5×2, c(K+)=0.6mol/L；綜上所述，本題答案是：Cu2+ + 2e— = Cu，2H+ + 2e— = H2 ； 0.6mol/L。

（4）a點時間為80s,混合液的體積為90+10=100mL=0.1L，濃度變化量為0.02×0.01/0.1=0.002mol/L,a點對應的NaHSO3反應速率為0.002/80= 2.5×10—5mol/L·s；綜上所述，本題答案是：2.5×10—5mol/L·s。